Современные теплоизоляционные материалы и их применение

для тепловой защиты зданий, технической изоляции, защиты от нагревания.

проходящей через материал толщиной 1 м и площадью 1 кв. м за час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 10°С. Измеряется в Вт/ (м*К) или Вт/(м*С). Теплопроводность зависит от влажности материала (вода проводит тепло в 25 раз лучше, чем воздух, то есть материал не будет выполнять свою теплоизолирующую функцию, если ом мокрый), его температуры, химического состава материала, структуры, пористости. Пористость - доля объема пор в общем объеме материала. Для теплоизоляции пористость начинается от 50% и до 90-98% (Например, у ячеистых пластмасс). Пористость определяет основные свойства теплоизоляции: плотность, теплопроводность, прочность, газопроницаемость и др. Важно равномерное распределение воздушных пор в материале и характер пор. Поры бывают открытые, закрытые, крупные, мелкие. Плотность - отношение массы материала к занимаемому им объему, измеряется в кг/куб. м. Паропроницаемость - величина, численно равная количеству водяного пара в миллиграммах, которое проходит за 1 час через слой материала площадью 1 кв. м и толщиной 1 м при условии, что температура воздуха у противоположных сторон слоя одинакова, а разность парциального давления водяного пара равняется 1 Па. Влажность - содержание влаги в материале.

прямом контакте с водой. Определяется количеством воды, поглощаемым материалом с нормальной влажностью, когда он находится в воде, к массе сухого материала. Значительно снизить водопоглощение минеральной ваты помогает гидрофобизация (введение специальных добавок, отталкивающих влагу). Биостойкость - способность материала противостоять воздействию микроорганизмов, грибков и некоторых видов насекомых. Микроорганизмы живут там, где есть влага, поэтому для повышения биостойкости теплоизоляция должна быть водостойкой. Огнестойкость - способность конструкций в течение определенного времени выдерживать без разрушения воздействие высоких температур. Показатели пожарной безопасности: горючесть (Г), воспламеняемость (В) распространение пламени по поверхности (РП), дымообразующая способность (Д) и токсичность продуктов горения (Т). Прочность - предел прочности при сжатии колеблется от 0,2 до 2,5 МПа. Если прочность при сжатии выше 5 МПа, то материалы называют теплоизоляционно-конструктивными и используют для несущих ограждающих конструкций. Предел прочности при изгибе (показатель для плит, скорлуп, сегментов) и предел прочности при растяжении (для матов, войлока и т.п.) нужны для того, чтобы определить, достаточна ли прочность для сохранности материала при транспортировании, складировании, монтаже. Температуростойкость - это температура, выше которой материал изменяет свою структуру, теряет механическую прочность и разрушается, а органические материалы могут загораться. Теплоемкость - это количество теплоты, аккумулированное теплоизоляцией, измеряется в кДж/(кг°С). Важная характеристика в условиях частых теплосмен. Морозостойкость - способность выдерживать многоразовое изменение температур от стадии замораживания до стадии оттаивания попеременно, без видимых признаков нарушения структуры.

НА НЕСКОЛЬКО ВИДОВ: МИНЕРАЛЬНЫЕ (МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА И СТЕКЛОВОЛОКНО), ПЕНОПОЛИСТИРОЛЫ (ГРАНУЛИРОВАННЫЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛ-ПЕНОПЛАСТ И ЭКСТРУЗИОННЫЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛ), А ТАКЖЕ ВСПЕНЕННЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН. РАССМОТРИМ КАЖДЫЙ ИЗ НИХ ЧУТЬ ПОДРОБНЕЕ.

базальтов и др.). Минеральная вата высокопористая (до 95% объема занимают воздушные пустоты), поэтому у нее высокие теплоизоляционные свойства. Минеральная вата занимает одно из первых мест среди теплоизоляции. Связано это с доступностью сырья для ее производства, несложной технологией получения и, как следствие, доступной ценой. О ее теплопроводности сказано выше, отметим следующие ее достоинства: • не горит; • малогигроскопична (при попадании влаги тут же ее отдает, главное - обеспечивает вентиляцию); • гасит шум; • морозостойкая; • стабильность физических и химических характеристик; • длительный срок эксплуатации. Недостатки: • при попадании влаги теряет теплоизолирующие свойства; • требует пароизоляционной и гидроизоляционной пленки при монтаже; • уступает по прочности (например, пеностеклу).

(кварцевый песок, известь, сода). Выпускается в виде рулонных материалов, плит и скорлуп (для трубной изоляции). В целом достоинства стекловаты те же, что и у минеральной ваты. При этом она прочнее и лучше гасит шум.
Недостаток: температуростойкость стекловаты 450°С - ниже, чем у базальтовой (речь идет о самой вате, без связующего). Эта характеристика важна для технической изоляции.

80-95%, что и обуславливает высокие теплоизоляционные свойства пеностекла. Достоинства пеностекла: • прочность; • водостойкость; • несгораемость; • морозостойкость; • легкость механической обработки; • срок службы практически неограничен; • биологическая стойкость, химическая нейтральность. Недостатки: • пеностекло не дышит; • высокая стоимость (применяется в основном на промышленных объектах для плоских кровель).

на 80% из древесного волокна, на 12% из антипирена (борной кислоты) и на 7% из антисептика (буры). Методы укладки материала: мокрый и сухой. При мокром способе вату выдувают, что требует специального оборудования (в волокнах ваты находится вещество пектин, которое обладает клейкостью при увлажнении). Сухой способ: вата засыпается и трамбуется до необходимой плотности. Достоинства: • низкая цена; • монолитность теплоизоляционного слоя (нет «мостиков холода»); • безопасность при производстве и монтаже; • хорошая теплоизолирующая способность; • нанесение методом «напыления» позволяет изолировать углубления и зазоры; • в ряде случаев пароизоляция не требуется (целлюлозная вата впитывает и отдает влагу без ухудшения теплоизолирующих свойств). Недостатки: • материал горючий; • трудоемкость в укладке; • низкая прочность на сжатие (не подходит для «плавающих» полов).

размягчающиеся при повторных нагреваниях • пенополистиролы (ПС); • пенополивинилхлориды (ПВХ). 2. Термонепластичные, отвердевающие при первом цикле нагревания и не размягчающиеся при повторных нагреваниях: • пенополиуретаны (ПУ); • материалы на основе фенолформаль-дегидных (ФФ), эпоксидных (Э) и кремний-органических (К) смол. Самые распространенные - полистирольные пенопласты.
Производятся одним из двух методов - беспрессовым (ПСБ) или прессовым (ПС - более распространен). Структура материала -маленькие, скрепленные между собой шарики. Достоинства: • прочность; • высокие теплоизолирующие свойства; • низкое водопоглощение; • невысокая цена; • удобство в работе; • практически не имеет нижней температурной границы. Недостатки: • влага все-таки проникает в материал и при замораживании разрушает его структуру; • горючесть; • деструкция от солнца; • не «дышит».

результате которой образуются микрокапсулы, заполненные воздухом. Достоинства: • возможность утеплять неровные поверхности; • сплошная изоляция (отсутствие стыков); • экономия времени монтажа; • широкий диапазоне температур применения (от -250°С до +180°С); • биологическая нейтральность, устойчивость к микроорганизмам, плесени, гниению; • высокая эластичность. Недостатки: • горючесть (при горении выделяет токсичные вещества); • требуется специальная установка для задувки; • не «дышит».

прочную, цельную микроструктуру, представляющую собой закрытые ячейки, заполненные газом (воздухом). Ячейки непроницаемы, потому что, в отличие от пенопласта, не имеют микропор, следовательно, проникновение газа и воды из одной ячейки в другую невозможно. Достоинства: • высокая прочность по сравнению с пенопластом; • самый низкий показатель водопоглощения; • долговечен, не разрушается под действием солнца», атмосферных осадков; • низкая теплопроводность; • инертность (не вступает в реакцию с большинством веществ); • нетоксичен. Недостатки: • горючий; • не «дышит».